JPH06301996A

JPH06301996A - 光ディスク制御装置

Info

Publication number: JPH06301996A
Application number: JP5093143A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Katayama; 剛片山; Masahito Nagasawa; 雅人長沢
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1993-04-20
Filing date: 1993-04-20
Publication date: 1994-10-28
Anticipated expiration: 2018-02-04
Also published as: JP3372985B2

Abstract

(57)【要約】【目的】トラッキング制御及びフォーカス制御の偏差
を極めて小さくできる光ディスク制御装置を得る。【構成】それぞれの回転数に応じて学習制御を動作さ
せ、このとき、１つのメモリ内の異なるアドレスからト
ラッキングエラーを取り出すことで複数メモリーを持つ
ことと等価にできる。また、トラッキングエラーを学習
するためのメモリーにおけるアドレスの更新をモーター
エンコーダからのディスク回転角度に対応した信号で行
うことで、いかなる回転数を有する光ディスク装置のト
ラッキング制御においても学習動作を行うことができる
構成である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ディスク制御装置に
関し、特に記録再生装置があらゆる状況で記録、再生等
が行えるトラッキング・フォーカス制御に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】図１２〜１６、図２０〜２３は、電子情
報通信学会発刊の森昌文久保高啓共著：「光デ
ィスク」に掲載されている従来の光ディスクのトラッキ
ング制御の構成を示す図である。

【０００３】図１２は従来のビデオディスクのトラック
の振れの規格を示す図である。図１３は従来のレンズ駆
動機構の原理を説明するための図である。図１４は従来
の反射鏡の傾きを変え、レーザ光ビーム傾きを変える機
構を示す断面図である。図１５は反射鏡を用いたレーザ
光スポットの２軸駆動機構の図である。図１６はオート
トラッキングサーボ信号検出法の例（３スポット法）を
示す図である。

【０００４】図２０は従来のプッシュプル法によるオー
トトッラキングサーボ信号の検出を説明するための図で
ある。図２１従来の非点収差法に用いられた４分割光検
知器上のスポット形状を示す図である。図２２は従来の
フォーカシング、トラッキング、ラジアル送りサーボ系
の関係を示す図である。図２３は従来のスパイラルトラ
ック追尾時の対物レンズの動きを示す図である。

【０００５】図１２において、（ａ）はディスク面の上
下動（面振れ）、（ｂ）はトラックのディスク半径方向
へのぶれ、（ｃ）は回転の揺らぎ（時間軸移動）であ
る。図１４において、Ｎ、Ｓは磁界のＮ極、Ｓ極であ
る。図１６において、トラック上の光の３スポットをそ
れぞれＧ₊ 、Ｇ₀ 、Ｇ_{_} とする。また図２０において
も、ットラッキングサーボ信号はＩ_T ＝Ｉ₊ ーＩ_{_} 、図
１５の４分割光検知器からの信号をそれぞれＩ₁ ，Ｉ
₂ ，Ｉ₃ ，Ｉ₄ とすると、Ｉ₀ ＝（Ｉ₁ ＋Ｉ₃ ）＋（Ｉ₂ ＋Ｉ₄ ）で表し、光検知器の出力Ｉ_F ＝（Ｉ₁ ＋Ｉ₃ ）ー（Ｉ₂ ＋Ｉ₄ ）
は、非点収差法オートフォーカシングサーボ信号を表
す。

【０００６】図２２において、ＩＰは、オートトラッキ
ング信号検出にプッシュプル法、オートフォーカシング
信号検出に非点収差法を用いたときの信号で、光検知器
からとり出される主信号である。図２３において（ａ）
は光ヘッド停止、（ｂ）はラジアル送りサーボによる光
ヘッドの移動ありということを表す。

【０００７】図１７〜１９は丸善株式会社発刊の大友
義郎著「光ディスク」に掲載されている従来の光ディ
スクのトラッキング制御の構成を示す図である。図１７
は従来の３スポットの形式は回折格子を用いて行われる
図である。図１８は従来の３スポット法によるトラッキ
ングサーボの例を示す図である。図１９は従来の非点収
差法によるフォーカスサーボ信号の検出を説明するため
の図である。

【０００８】図２４、図２５はラジオ技術社発刊の村山
登、小出博、山田和作、国兼真著：「光ディ
スク技術」に示された従来のトラッキング駆動系のモデ
ルを示す図とブロック図である。

【０００９】図２４において、各記号は下記の意味を表
す。０：絶対座標系原点０■ ：粗動モータ上の対物レンズ系原点ｘ：絶対系に対する対物レンズ系座標ｘ_C ：絶対系に対する粗動モータ座標ｘ_T ：原点０’からの対物レンズ座標ｆ_T ：対物レンズ系の駆動力ｍ_T ：対物レンズ系の可動部の質量Ｋ_T ：対物レンズ系のバネ定数Ｄ_T ：対物レンズ系の粘性係数ｍ_C ：粗動モータ系の質量ｆ_C ：粗動モータ系の駆動力 d(t)：変位励振

【００１０】図２５において、各記号は下記の意味を表
す。ｓ：ラプラス演算子Ｘ_T（ｓ）：ラプラス変換した位置Ｘ_C（ｓ）：ラプラス変換した位置Ｆ_T（ｓ）：ラプラス変換した力Ｆ_C（ｓ）：ラプラス変換した力

【００１１】光ディスク装置では、ディスクを回転する
ことと、光ヘッドを半径方向に移動させることにより、
光スポットでディスクの記録面を走査している。その回
転や外部振動の影響、ディスクやディスク装置の機械精
度のため、トラックは上下、左右に激しく動いたり、回
転が揺らいだりする。例えば、ビデオディスクの場合
は、それらが図１２のような特性になっている。光スポ
ットをこのトラック上に高精度で保持し、正しい信号再
生を行うため、光スポットを走査、制御している。光ス
ポットがトラック上を正しく走査しているかどうかを光
学的に検出し、その信号で光スポット駆動機構を動か
し、常に正しい走査を行う。

【００１２】光スポット駆動法としては次の二つがあ
る。（１）レンズ駆動法：対物レンズ駆動法と光ヘッド全体
駆動法に細分する。（２）反射鏡回動法：磁石とコイルを組み合わせて電磁
力で対物レンズを上下（ｚ軸方向）に動かすための機構
原理は図１３に示されている。磁石とコイルをもう一組
追加し、レンズをレーザ光と直角（ｘ軸方向）にも動か
す２軸駆動機構になっているのが普通である。場合によ
っては３軸駆動にすることもある。図１５には反射鏡回
動で光ビームの方向を変える機構の一例が示されてい
る。コイルに電流を流し、生じた電流で反射鏡を傾け
る。対物レンズに入射するレーザ光ビームの角度が変わ
るので焦点を結ぶ位置がずれる。図１４には、この回動
反射鏡を二つ組み合わせ、光スポットをｘ，ｙ方向に駆
動する機構を示している。

【００１３】誤差の検出方法としては次の４つに分類さ
れる。（１）３スポット法（２）プッシュプル法（３）ウォブリング法（４）ヘテロダイン法

【００１４】３スポット法の原理を、図１６に示す。半
導体レーザと対物レンズの間のレーザビームに回折格子
をいれ、０次、±１次の回折光をつくる。それらの回折
光は、対物レンズによってトラック上でＧ₀、Ｇ₊、Ｇ_ー
のスポットに集光される（同図(b) 参照）。それぞれの
反射光は、同図(c) のように３分割光検知器で受光す
る。ディスク回転などでトラックが左右に動くとそれに
応じてＧ₊，Ｇ_-がトラックにかかる量が変わるので、出
力Ｉ_t ＝Ｉ₊ ーＩ_ーの低周波成分でトラックずれを検出
することができる。この方式を用いたオートトラッキン
グサーボは安定性が高いので、光学系が複雑で、調整が
難しいなどの問題点もあるが、ビデオディスクプレー
ヤ、ＤＡＤプレーヤによく用いられている。

【００１５】トラッキングサーボを行うためには光スポ
ットが正しいトラックの位置からどれくらいずれている
かを検出する。読みだし専用ディスクの場合と書き込み
可能型ディスクの場合とではトラッキングの方法が異な
る。読みだし専用ではデータが書き込まれているために
これを頼りにトラッキングすればよく、書き込み可能型
ではあらかじめ刻み込まれている案内溝またはトラッキ
ング用のピットをたどる。前者のタイプには３スポット
法、後者の場合にはプッシュプル法が一般に用いられて
いるここでは３スポット法について図１７、図１８によ
って説明する。

【００１６】一個の半導体レーザーから三個の光スポッ
トをつくり出すために図１７に示すようにレーザー光の
光路に「回折格子」を挿入する。「回折格子」とは多数
の細かい平行線が刻み込まれているガラス板で、これに
垂直に入射した平行光は入射光の光軸に対称の二方向に
回折される成分と、回折されないで直進する成分とに分
けられる。

【００１７】これら三方向に分かれた光をレンズで集光
すると三個の光スポットが得られるが、中央の回折され
ないスポットが最も強い光となり、これを読みだし用の
光スポット、両側の弱い光スポットをトラッキング用と
して使用する。三個のスポット列は図１８ａの（１）、
（２）、（３）のようにトラックの方向に対してわずか
に傾け、一番強い光スポットをトラックの真上に、その
両側の弱い光のスポットはそれぞれトラックの両側に配
置する。これら三個の光スポットの反射光を三個の光検
出器でうけ、その出力を互いに比較して中心のスポット
が正しいトラックの中心にあるかを検出する。図１８ａ
はこの場合の信号検出回路の構成で三個のセンサーＡ、
Ｂ、Ｃに前記三個の光スポットを結像させる。検出器Ａ
とＣには両端の光スポットがそれぞれ結像し、検出器Ｂ
には中央の一番強い光スポットが結像する。ここで検出
器Ｂは四分割されており、図１９のフォーカスサーボ用
の検出器と兼用になっている。光スポットの位置が、四
分割光検出器出力のバランスがとれる位置にあり（すな
わち光スポットが焦点位置にある）、かつＡ及びＢ両端
の光検出器出力の差がゼロになる位置が正しいトラッキ
ングの状態である。図１８ｂの信号波形で（２）の位置
がこの状態に対応する。

【００１８】光ディスクメモリ装置に比較的よく用いら
れるのは、図２０に示すプッシュプル法である。ピット
に照射されたレーザ光は反射されて光検知器に入射す
る。光がピットの中心に入射するか、中心からずれてい
るかによって反射光の強度分布が図のように変わる。そ
こで、２分割光検知器を用いて出力Ｉ_t ＝Ｉ₊ −Ｉ_ーで
光スポットがトラックからずれているか否かが判る。光
学系が極めて簡単になるが、ディスクの傾きの影響で制
御精度が悪くなる方式である。オートトラッキング信号
検出にプッシュプル法、オートフォーカシング信号検出
に非点収差法を用いたときの各信号は、図２１の光検知
器から下記のようにとり出される。主信号：Ｉ_p ＝（Ｉ₁ ＋Ｉ₂ ）＋（Ｉ₂ ＋Ｉ₄ ）オートフォーカシング信号：Ｉ_F ＝（Ｉ₁ ＋Ｉ₃ ）−
（Ｉ₂ ＋Ｉ₄ ）オートトラッキング信号：Ｉ_t ＝（Ｉ₁ ＋Ｉ₂ ）−（Ｉ
₃ ＋Ｉ₄ ）

【００１９】これらを組み合わせたサーボ系のブロック
図の一例は、図２２に示されている。フォーカシングサ
ーボ系では、焦点ずれ検出のための二つの光検知器の差
出力Ｉ_F を２軸駆動機構の一軸に入れ、レンズをディス
クに垂直な方向に動かし焦点を合わせる。光源の半導体
レーザ出力変化およびディスクの光反射率変化で差出力
Ｉ_F が変化するのを補正する系を付け加えるのが普通で
ある。二つの光検知器の和出力Ｉ₀ で、差出力Ｉ_F を割
算した出力を駆動増幅器入力とするのが一例である。ト
ラッキングサーボ系では、トラックずれ検出用の二つの
光検出器の差出力Ｉ_t でレンズを半径方向に動かし、光
スポットをトラック上に保持する。ここでも同じように
Ｉ_t／Ｉ₀を用いるなどの補正をする。光スポットがスパ
イラルトラックをたどっていると、対物レンズは半径方
向の移動可能範囲（±２００〜３００μｍ）の限界にま
で行き着き、動けなくなってしまう（図２３(a) ）。そ
こで、差出力Ｉt で光ヘッド全体動かし、対物レンズで
つねにレンズ駆動機構の可動範囲のほぼ中心で動いてい
るようにする（図２３(b) ）。すなわち、レンズ駆動機
構は狭い範囲だが高速で、そして光ヘッド駆動機構は低
速だがディスクの最内周トラックから最外周トラックま
で大きく光スポットを動かしている。

【００２０】回転しているディスク上のトラックは、種
々の要因によってトラック振れを起こす。このトラック
振れは、単にディスクの回転数に同期した周波数成分だ
けでなく、高周波成分をも持っている。サーボ系として
は、振動、ディスクの反射率変動、温度などの外乱があ
っても、レーザ・ビームをトラック振れに追従させる必
要がある。

【００２１】（１）トラッキング駆動方式対物レンズのみを移動してトラックを追従させると、ト
ラック・オフセットが生じるが、光ピックアップ全体を
駆動する粗動モータを同時に動かすとオフセットが軽減
する。対物レンズ系の許容移動量は、光学系にもよる
が、約２０μｍである。この粗動モータと対物レンズを
駆動するアクチュエータを相補的に駆動して、レーザ・
ビームをトラック追従させる２段サーボ方式には、次の
２方式がある。

【００２２】トラッキング・エラー信号に基づいてア
クチュエータおよび粗動モータを駆動するレンズ位置セ
ンサレス２段サーボ方式。トラッキング・エラー信号によってアクチュエータの
みを駆動し、粗動モータは対物レンズ変位検出信号によ
って駆動するレンズ位置センサ付き２段サーボ方式。

【００２３】（２）トラッキング駆動系のモデル板バネで支持されたレンズ並進方式アクチュエータを使
用したモデル図２４の運動方程式は、粗動モータ駆動系
に粘性がないとすると、次のようになる。

【００２４】

【数１】

【００２５】対物レンズ系と粗動モータ系の質量系は十
分大きいので粗動モータへのアクチュエータからの反力
は無視し、ｘ＝ｘ_T ＋ｘ_c を考慮して上式をラプラス変
換すると、

【００２６】

【数２】

【００２７】となる。これをブロック図で示すと、図２
５のようになる。

【００２８】図２６〜２９は１９９２年電子情報通信学
会春季大会講演論文集（４）のＣ−３６４片山剛
著：「ＤＳＰを用いた光ディスクの学習トラッキング
制御」に示された理論説明図である。図２６は従来の位
相余裕量に対する学習限界を示す図である。図２７は従
来の繰り返し型学習制御の安定性を示す図である。図２
７において、各記号は下記の意味を表す。Ｉｍ：虚軸Ｒｅ：実軸Ｈ（ｓ）：動特性補償器（進み補償）Ｇ（ｓ）：アクチュエータ ‖Ｋ（ｓ）‖：安定化補償器のゲイン量

【００２９】図２８は従来の学習補償器の周波数特性を
示す図である。図２９はＤＳＰを用いた学習制御系のブ
ロック図である。図２９において、各記号は下記の意味
を表す。Ａ／Ｄ：アナログ・ディジタル変換器Ｋ（ｓ）：安定化補償器ｅ^ーLS ：記憶部Ｈ（ｓ）：動特性補償器（進み補償）Ｄ／Ａ：ディジタル・アナログ変換器ＤＲ：ドライバーＧ（ｓ）：アクチュエータ

【００３０】光ディスク装置のトラッキング制御は、記
録密度の向上に伴い安定性、速応性を損なわず追従能力
を上げることが要求されている。そこで、トラッキング
制御及びフォーカス制御に繰り返し型学習制御理論を応
用することで飛躍的に追従能力を向上できる。また、Ｄ
ＳＰ（ディジタルシグナルプロッセサ）を用いたソフト
ウェアサーボによっても実現できる。

【００３１】次に、学習能力と安定性の関係について説
明する。図２６はシステムの安定性に対する学習限界を
示したものである。図より位相余裕量が増えると学習能
力が向上し、特に制御帯域付近の周波数特性が重要であ
ることがわかる。これは、図２７に示す学習安定円に対
するシステムのベクトル軌跡からも明かで、学習ループ
の高周波成分を減衰させるフィルタ（学習制御の安定化
フィルタ）を挿入することにより、基本周波数の学習能
力及び安定性がより向上できることを示している。

【００３２】図２８に従来のシステムにおける学習補償
器の周波数特性を示す。図中、学習によるピークは、学
習ループのゲインが１に近づくほど大きくなるもので、
学習能力に比例している。図２８で示した場合の補償器
では、約２０ｄＢの学習能力を有している。

【００３３】図２９に従来のブロック図を示す。このシ
ステムは、多段のＩＩＲ型ディジタルフィルタと学習メ
モリにより構成される光ディスクの制御系の偏差補償器
と追従補償器からなる。

【００３４】ここで従来においては、図２６の安定性を
満足させるため、多段のディジタルフィルタで構成した
Ｈ（ｓ）で示される安定化補償器が必要となる。また、
Ｈ（ｓ）の動特性補償器を進みフィルタ構成することに
より、学習補償器がない場合の位相余裕量を確保し、学
習システムの動特性を定めることが可能である。

【００３５】従って、Ｈ（ｓ）による動特性の設定と学
習補償器による追従性の設定が別々に行えるようにな
る。また、以上のシステムは、一つのソフトウェア上で
構成することが可能である。

【００３６】一例として、実際の動作例を図において説
明する。ここで、ＤＳＰのサンプリング周期は、５０ｋ
Ｈｚ、制御帯域は３ｋＨｚ、位相余裕量は、約６０ｄｅ
ｇである。

【００３７】

【発明が解決しようとする課題】従来の光ディスク装置
のトラッキング・フォーカス制御は以上のように構成さ
れ、記録密度の向上に伴い安定性、速応性を損なわず追
従能力を上げることが要求されている。また、従来の光
ディスク装置は、ゾーンＣＡＶ方式ディスク等の回転数
の異なる光ディスク装置のトラッキング・フォーカス制
御において、それぞれの回転数に応じて学習制御等を動
作させることができなかった。

【００３８】本発明は上記のような問題点を解消するた
めになされたもので、ＣＡＶ動作をする方式においては
いかなる回転数を有する光ディスク装置のトラッキング
制御及びフォーカス制御において学習動作を行うことが
できるとともに、ＣＬＶ動作をする方式においても学習
動作を行うことが可能となり、トラッキング制御及びフ
ォーカス制御の制御偏差を極めて小さくすることができ
る光ディスク制御装置を得ることを目的とする。

【００３９】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る光
ディスク制御装置は、光ディスクのトラッキング動作を
行うためのトラッキングアクチュエータと上記トラッキ
ングアクチュエータの制御回路を有するトラッキング制
御において、２つもしくはこれ以上の周期性を有するデ
ィスク偏芯に対し、上記周期性偏芯量を２つもしくはこ
れ以上のディジタルメモリで学習することにより、制御
偏差を少なくするものである。

【００４０】請求項２の発明に係る光ディスク制御装置
は、光ディスクのフォーカシングの動作を行うためのフ
ォーカスアクチュエータと上記フォーカスアクチュエー
タの制御回路を有するフォーカス制御において、２つも
しくはこれ以上の周期性を有するディスク面振れに対
し、上記周期性面振れ量を２つもしくはこれ以上のディ
ジタルメモリにて学習することで、制御偏差を少なくす
るものである。

【００４１】請求項３の発明に係る光ディスク制御装置
は、光ディスクのトラッキング動作を行うためのトラッ
キングアクチュエータと上記トラッキングアクチュエー
タの制御回路を有するトラッキング制御において、上記
トラッキング制御回路におけるトラック誤差信号に基づ
きディスク偏芯の周期性成分を学習するメモリーを有
し、上記メモリーが上記ディスクの回転制御系における
モータエンコーダから得られるモータ回転角情報に基づ
いてシフトされるシフトレジスタから成るものである。

【００４２】請求項４の発明に係る光ディスク制御装置
は、光ディスクのフォーカシングの動作を行うためのフ
ォーカスアクチュエータと上記フォーカスアクチュエー
タの制御回路を有するフォーカス制御において、上記フ
ォーカス制御回路におけるフォーカス誤差信号に基づき
ディスクの面振れの周期性成分を学習するメモリーを有
し、上記メモリーが上記ディスクの回転制御系における
モータエンコーダから得られるモータ回転角情報に基づ
いてシフトされるシフトレジスタから成るものである。

【００４３】請求項５の発明に係る光ディスク制御装置
は、ある一定周波数でウォブリングされた案内溝を有す
る光ディスクと上記光ディスクのトラッキング動作を行
うためのトラッキングアクチュエータと上記トラッキン
グアクチュエータの制御回路を有するトラッキング制御
装置において上記トラッキング制御回路におけるトラッ
ク誤差信号に基づきディスク偏芯の周期性成分を学習す
るメモリーを有し、上記メモリーが上記光ディスクの案
内溝と光スポットとの差であるトラックエラー信号に含
まれる上記ウォブリング信号から再生されるアドレス情
報に対応してシフトされるシフトレジスタから成るもの
である。

【００４４】請求項６の発明に係る光ディスク制御装置
は、ある一定周波数でウォブリングされた案内溝を有す
る光ディスクと上記光ディスクのトラッキング動作を行
うためのトラッキングアクチュエータと上記トラッキン
グアクチュエータの制御回路を有するトラッキング制御
装置及びフォーカシング動作を行うためのフォーカスア
クチュエータと上記フォーカスアクチュエータの制御回
路を有するフォーカス制御装置において上記フォーカス
制御回路におけるフォーカス誤差信号に基づきディスク
の面振れの周期性成分を学習するメモリーを有し、上記
メモリーが上記光ディスクの案内溝と光スポットとの差
であるトラックエラー信号に含まれる上記ウォブリング
信号から再生されるアドレス情報に対応してシフトされ
るシフトレジスタから成るものである。

【００４５】請求項７の発明に係る光ディスク制御装置
は、ディジタルデータが記録された光ディスクの再生信
号に含まれるフレームシンク信号を抽出することにより
モータの回転を制御するモータ制御回路と、光ディスク
のトラッキング制御回路を有する光ディスク装置におい
て上記光ディスクのディスク偏芯周期性成分を学習する
メモリーを有し、上記メモリーが上記フレームシンク信
号によってシフトされるシフトレジスタから成るもので
ある。

【００４６】請求項８の発明に係る光ディスク制御装置
は、ディジタルデータが記録された光ディスクの再生信
号に含まれるフレームシンク信号を抽出することにより
モータの回転を制御するモータ制御回路と、光ディスク
のフォーカス制御回路を有する光ディスク装置におい
て、上記光ディスクのディスクの面振れ周期性成分を学
習するメモリーを有し、上記メモリーが上記フレームシ
ンク信号によってシフトされるシフトレジスタから成る
ものである。

【００４７】

【作用】請求項１の発明においては、トラッキングエラ
ーを学習するための記憶時間の異なる複数のメモリーを
学習ループ内に持つことにより、ゾーンＣＡＶ方式ディ
スク等の回転数の異なる光ディスク装置のトラッキング
制御において、それぞれの回転数に応じて学習制御を動
作させる。このとき１つのメモリー内の異なるアドレス
からトラッキングエラーを取り出すことで複数メモリー
を持つことと等価にできる。

【００４８】請求項２の発明においては、フォーカスエ
ラーを学習するための記憶時間の異なる複数のメモリー
を学習ループ内に持つことにより、ゾーンＣＡＶ方式デ
ィスク等の回転数の異なる光ディスク装置のフォーカス
制御において、それぞれの回転数に応じて学習制御を動
作させる。このとき１つのメモリー内の異なるアドレス
からフォーカスエラーを取り出すことで複数メモリーを
持つことと等価にできる。

【００４９】請求項３の発明においては、トラッキング
エラーを学習するためのメモリーにおけるアドレスの更
新をモーターエンコーダからのディスク回転角度に対応
した信号で行うことで、いかなる回転数を有する光ディ
スク装置のトラッキング制御においても学習動作を行う
ことができる。

【００５０】請求項４の発明においては、フォーカスエ
ラーを学習するためのメモリーにおけるアドレスの更新
をモーターエンコーダからのディスク回転角度に対応し
た信号で行うことで、いかなる回転数を有する光ディス
ク装置のフォーカス制御においても学習動作を行うこと
ができる。

【００５１】請求項５の発明においては、トラッキング
エラー信号を学習するメモリーにおいて再生ビデオ信号
から得られる水平同期信号や再生ディジタルオーディオ
信号から取り出されるフレーム信号によってメモリーア
ドレスを更新し、同時に再生信号から読み取られたディ
スクのアドレス番地によってアドレス数を可変させるこ
とにより、いかなる回転数を有する光ディスク装置のト
ラッキング制御においても学習動作を行うことができ
る。

【００５２】請求項６の発明においては、フォーカスエ
ラー信号を学習するメモリーにおいて再生ビデオ信号か
ら得られる水平同期信号や再生ディジタルオーディオ信
号から取り出されるフレーム信号によってメモリーアド
レスを更新し、同時に再生信号から読み取られたディス
クのアドレス番地によってアドレス数を可変させること
により、いかなる回転数を有する光ディスク装置のフォ
ーカス制御においても学習動作を行うことができる。

【００５３】請求項７の発明においては、トラッキング
エラー信号を学習するためのメモリーにおいてディスク
のトラック案内溝がウォブリングされているディスクか
らの再生ウォブリング信号を、トラックエラー信号をバ
ンドパスフィルタを介して取り出し、これによって学習
メモリーのアドレスの更新を行うと同時に再生信号から
読み取られたディスクのアドレス番地によってメモリー
のアドレス数を可変させることによりいかなる回転数を
有する光ディスク装置のトラッキング制御においても学
習動作を行うことができる。

【００５４】請求項８の発明においては、フォーカスエ
ラー信号を学習するためのメモリーにおいてディスクの
トラック案内溝がウォブリングされているディスクから
の再生ウォブリング信号を、トラックエラー信号をバン
ドパスフィルタを介して取り出し、これによって学習メ
モリーのアドレスの更新を行うと同時に再生信号から読
み取られたディスクのアドレス番地によってメモリーの
アドレス数を可変させることによりいかなる回転数を有
する光ディスク装置のフォーカス制御においても学習動
作を行うことができる。

【００５５】

【実施例】

実施例１．図１は請求項１の発明の一実施例による光
ディスク制御装置を示すブロック図である。図におい
て、１、２は学習メモリ、３は動特性補償器、４はトラ
ッキングアクチュエータである。図４は請求項２の発明
の一実施例による光ディスク制御装置を示すブロック図
である。図において、６はフォーカスアクチュエータで
ある。

【００５６】次に、動作について説明する。従来の一般
的な学習制御システムにおいては、メモリーの遅延時間
が一定のため、１つの周波数およびその高調波成分に対
応する周波数だけに対応がかぎられる、例えば、光ディ
スクのトラッキングサーボやフォーカスサーボにおいて
上記学習制御を適用するとＣＡＶ回転（回転数一定）の
ディスク装置に限って、その偏芯、面振れを学習するこ
とができる。

【００５７】しかし、図１の学習メモリ１、２のように
メモリーを２段構成することにより、Ｌ₁ ，Ｌ₂ ２つの
周期に対応して学習することが可能となる。例えば、デ
ィスクを図２のようにある半径の範囲でディスク回転数
を分割するゾーンＣＡＤ方式とした場合、図１のように
各ディスク回転数につき学習メモリーの出力を切り替
え、各々の回転周期に対応した遅延量を持つメモリー出
力に接続することにより対応することができる。

【００５８】この時、学習制御部をシフトレジスタ回路
やＤＳＰのソフトウェアで作成する場合、図３のように
１つのデータシフトレジスタの出力アドレスを切り替え
ることで対応することができる。以上のように構成する
ことで例えばゾーンＣＡＶの光ディスク装置においても
学習制御を応用することができ、トラック追従能力を制
御帯域を上げずに達成することができる。上記システム
をフォーカスサーボに適用すると図４のように構成され
る。この場合もディスク回転数の変化に伴い、学習メモ
リーの周期が切り替えられる。

【００５９】実施例２．図５は請求項３の発明の一実
施例による光ディスク制御装置を示すブロック図であ
る。図において、５は光ディスク、７はアドレス制御
器、８はモーター制御回路、９はディスクモーター、１
０はエンコーダ、１１はシフトレジスタ、１２は光ピッ
クアップである。図６は請求項４の発明の一実施例によ
る光ディスク制御装置を示すブロック図である。

【００６０】次に、ＣＤプレーヤーやＬＤプレーヤーの
ようにＣＬＶ回転（線速度一定回転）でディスクを回し
た場合はどのようになるか説明する。ＣＬＶ回転ではデ
ィスク回転数が光スポット半径位置の変化に従って徐々
に変化するため図１や図４で示したように学習メモリー
そのものを別々の周期を持つ学習メモリーに切り替えて
用いると多くの学習メモリーを用意しなければならな
い。そこで図５に示したようにディスクの回転速度を検
出するために一般的に取り付けられているモーターエン
コーダー１０の出力に基づいてアドレス制御回路７によ
りシフトレジスタ６のビットシフトを行うようにすれば
ディスク１回転あたりの歯数は一定であるためディスク
回転数に係わらず１回転あたりのシフトレジスタ６のア
ドレスシフト量は一定となる。

【００６１】このようにして、ＣＬＶ回転のディスク装
置においても図５のようにモーターエンコーダ１０を用
いることで学習制御を行うことができる。図５はＣＬＶ
ディスク装置においてトラッキング制御系に学習制御を
適用した場合について示したがフォーカス制御系の場合
でも同様に図６のように構成することで対応可能であ
る。

【００６２】実施例３．図７は請求項５の発明の一実
施例による光ディスク制御装置を示すブロック図であ
る。図において、１３はフレームシンク信号もしくは水
平同期信号、１４は再生信号処理回路である。図８は請
求項６の発明の一実施例による光ディスク制御装置を示
すブロック図である。

【００６３】次に、モーター９にエンコーダー１０の無
いＣＬＶディスク装置システムの場合について説明す
る。ＣＤフォーマットのプレーヤーやＬＤフォーマット
のプレーヤーの中にはモーター９にエンコーダー１０が
付いていない装置も考えられる。これはＣＤプレーヤー
の場合、再生デジタルオーディオ信号（データーの場合
もある）であるＥＦＭ信号を再生信号処理して得られる
フレームシンク信号がディスク回転のエンコーダー１０
の代わりをしているからである。ＬＤプレーヤーの場
合、再生ＦＭビデオ信号を復調して得られる水平同期信
号等が上記エンコーダー１０の代わりとなるからであ
る。当然ながら図５、図６のエンコーダー１０を用いた
場合と同様に上記フレームシンク信号や水平同期信号を
その代わりとすることが可能である。

【００６４】しかし、本システムではモータ１回転あた
りの上記フレームシンク信号や水平同期信号は一定量で
はない（ＣＬＶ回転であるので当然である）。しかし、
ディスクからの再生信号にはディスク半径位置に相当す
るアドレス情報が記録されており（タイムレコード信
号、セクターアドレス信号等）これにより上記シフトレ
ジスタ１１のシフト量をディスク半径に比例して増加さ
せることで上記シフトレジスタ１１の遅延量をディスク
回転周期に常に一致させることができる。

【００６５】例えば、トラッキング制御の場合は、図７
のように構成されるＣＤプレーヤーの場合はフレームシ
ンク信号もしくは上記フレームシンク信号を分周した信
号でもってアドレス制御回路７によりシフトレジスタ１
１のアドレスをシフトする。このときシフトレジスタ１
１のシフト量はディスク再生半径に比例して増加させ
る。フォーカス制御の場合もトラッキング制御の場合と
同様に図８のように構成することでエンコーダ１０のな
い光ディスクシステムをＣＬＶ回転で用いる場合におい
ても学習制御を適用することができる。

【００６６】実施例４．図９は請求項７の発明の一実
施例による光ディスク制御装置を示すブロック図であ
る。図において、１５はバンドパスフィルタである。図
１１は請求項８の一実施例による光ディスク制御装置を
示すブロック図である。

【００６７】次に、再生専用光ディスク装置ではなく記
録可能光ディスク装置の場合について説明する。ＣＡＶ
回転もしくはゾーンＣＡＶ回転で動作する記録可能光デ
ィスク（ライトワンス、イレーザブル）については図
１、図４の方法やモータエンコーダ１０を用いる方法で
対応可能である。しかしＣＬＶ回転で記録を行う光ディ
スク装置においては記録時のモータ回転基準を検出する
ためディスク５の案内溝にウォブリング溝１６を用いて
いるシステムがある。この場合ウォブリング溝１６をト
レースする際のトラックエラー信号にウォブリング成分
が含まれているためバンドパスフィルタ１５でこれを検
出し、ＣＬＶ回転基準としている。この時１回転あたり
のウォブリング信号正弦波もしくはクロックは一定とな
らないが上記ウォブリング信号にアドレスデータがＦＭ
変調してあらかじめ記録されているシステムにおいては
ＦＭ復調することでディスク半径を検出することが可能
で、これによりディスク半径に比してシフトレジスタ１
１のシフト量を増加させることで図７、図８と同様に対
応可能である。フォーカスサーボの場合も同様に図１１
のように実現可能である。この場合もウォブリング信号
はトラックエラー信号より得られる。

【００６８】

【発明の効果】請求項１の発明においては、トラッキン
グ制御の偏差を学習するメモリーを複数個用意したた
め、偏芯の周期の異なるＭＣＡＤ方式の光ディスクドラ
イブにおいて各々の回転数に対応し、学習制御を行いト
ラッキング制御の制御偏差をきわめて小さくすることが
可能となった。

【００６９】請求項２の発明においては、フォーカス制
御の偏差を学習するメモリーを複数個用意したため、偏
芯の周期の異なるＭＣＡＤ方式の光ディスクドライブに
おいて各々の回転数に対応し、学習制御を行いフォーカ
ス制御の制御偏差をきわめて小さくすることが可能とな
った。

【００７０】請求項３の発明においては、光ディスク装
置におけるディスクモータのエンコーダを用いてトラッ
キングエラーを学習する学習メモリーの更新を行うた
め、ＣＬＶ方式や様々な回転を行う光ディスクプレーヤ
ー及び記録再生を行う光ディスクレコーダのトラッキン
グ制御装置においても各ディスク回転角に対して安定な
学習動作を行うことができるようになりトラッキング制
御の制御偏差をきわめて小さくすることが可能である。

【００７１】請求項４の発明においては、光ディスク装
置におけるディスクモータのエンコーダを用いてフォー
カスエラーを学習する学習メモリーの更新を行うため、
ＣＬＶ方式や様々な回転を行う光ディスクプレーヤー及
び記録再生を行う光ディスクレコーダのフォーカス制御
装置においても各ディスク回転角に対して安定な学習動
作を行うことができるようになりフォーカス制御の制御
偏差をきわめて小さくすることが可能である。

【００７２】請求項５の発明においては、光ディスクプ
レーヤーから再生される再生映像信号に含まれる同期信
号によりトラッキングエラー信号を学習する学習メモリ
ーの更新を行うため、ビデオ信号を再生するビデオディ
スクプレーヤーにおけるＣＬＶ動作をする方式において
も細かいディスク回転角度に対応できる学習動作を行う
ことが可能となり、トラッキング制御の制御偏差をきわ
めて小さくすることが可能となる。

【００７３】請求項６の発明においては、光ディスクプ
レーヤーから再生される再生映像信号に含まれる同期信
号によりフォーカスエラー信号を学習する学習メモリー
の更新を行うため、ビデオ信号を再生するビデオディス
クプレーヤーにおけるＣＬＶ動作をする方式においても
細かいディスク回転角度に対応できる学習動作を行うこ
とが可能となり、フォーカス制御の制御偏差をきわめて
小さくすることが可能となる。

【００７４】請求項７の発明においては、ディジタルデ
ータ及びディジタルオーディオ信号を再生して得られる
フレーム信号によってトラッキングエラーを学習する学
習メモリの更新を行うため、ＣＤプレーヤーやＣＤ−Ｒ
ＯＭプレーヤー等のＣＬＶ回転動作においても細かいデ
ィスク回転角に対応した学習動作を行うことが可能とな
りトラッキング制御の制御偏差をきわめて小さくするこ
とが可能となった。

【００７５】請求項８の発明においては、ディジタルデ
ータ及びディジタルオーディオ信号を再生して得られる
フレーム信号によってフォーカスエラーを学習する学習
メモリの更新を行うため、ＣＤプレーヤーやＣＤ−ＲＯ
Ｍプレーヤー等のＣＬＶ回転動作においても細かいディ
スク回転角に対応した学習動作を行うことが可能となり
フォーカス制御の制御偏差をきわめて小さくすることが
可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１の発明の一実施例による光ディスク制
御装置を示すブロック図である。

【図２】本発明の実施例１によるゾーンＣＡＤ方式を用
いた学習制御系のブロック図である。

【図３】本発明の実施例１によるトラッキング制御系の
データシフトレジスタの出力アドレスの切り替え可能な
学習制御系のブロック図である。

【図４】請求項２の発明の一実施例による光ディスク制
御装置を示すブロック図である。

【図５】請求項３の発明の一実施例による光ディスク制
御装置を示すブロック図である。

【図６】請求項４の発明の一実施例による光ディスク制
御装置を示すブロック図である。

【図７】請求項５の発明の一実施例による光ディスク制
御装置を示すブロック図である。

【図８】請求項６の発明の一実施例による光ディスク制
御装置を示すブロック図である。

【図９】請求項７の発明の一実施例による光ディスク制
御装置を示すブロック図である。

【図１０】図９に使用するディスクの外観の図である。

【図１１】請求項８の発明の一実施例による光ディスク
制御装置を示すブロック図である。

【図１２】従来のビデオディスクのトラックの振れの規
格を示す図である。

【図１３】従来のレンズ駆動機構の原理を説明するため
の図である。

【図１４】従来の反射鏡の傾きを変え、レーザ光ビーム
傾きを変える機構を示す断面図である。

【図１５】従来の反射鏡を用いたレーザ光スポットの２
軸駆動機構を示す図である。

【図１６】従来のオートトラッキングサーボ信号検出法
の例（３スポット法）を示す図である。

【図１７】従来の３スポットの形式が回折格子を用いて
行われる図である。

【図１８】従来の３スポット法によるトラッキングサー
ボの例を示す図である。

【図１９】従来の非点収差法によるフォーカスサーボ信
号の検出を説明するための図である。

【図２０】従来のプッシュプル法によるオートトラッキ
ングサーボ信号の検出を説明するための図である。

【図２１】従来の非点収差法に用いられた４分割検知器
上のスポット形状を示す図である。

【図２２】従来のフォーカシング、トラッキング、ラジ
アル送りサーボ系の関係を示す図である。

【図２３】従来のスパイラルトラック追尾時の対物レン
ズの動きを示す図である。

【図２４】従来のトラッキング駆動系のモデルを示す図
である。

【図２５】従来のトラッキング駆動系のブロック図であ
る。

【図２６】従来の位相余裕量に対する学習限界を示す図
である。

【図２７】従来の繰り返し型学習制御の安定性を示す図
である。

【図２８】従来の学習補償器の周波数特性を示す図であ
る。

【図２９】従来のＤＳＰを用いた学習制御系ブロック図
である。

【符号の説明】

１学習メモリー（ｅ^ーL1S）２学習メモリー（ｅ^ーL2S）３動特性補償器（進み補償）（Ｈ（ｓ））４トラッキングアクチュエータ５光ディスク６フォーカスアクチュエータ７アドレス制御器８モーター制御回路９ディスクモーター１０エンコーダー１１シフトレジスタ１２光ピックアップ１３フレームシンク信号もしくは水平同期信号１４再生信号処理回路１５バンドパスフィルタ１６ウォブリング溝

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光ディスクのトラッキング動作を行うた
めのトラッキングアクチュエータと上記トラッキングア
クチュエータの制御回路を有するトラッキング制御にお
いて、２つもしくはこれ以上の周期性を有するディスク
偏芯に対し、上記周期性偏芯量を２つもしくはこれ以上
のディジタルメモリで学習することにより、制御偏差を
少なくすることを特徴とする光ディスク制御装置。
【請求項２】光ディスクのフォーカシングの動作を行
うためのフォーカスアクチュエータと上記フォーカスア
クチュエータの制御回路を有するフォーカス制御におい
て、２つもしくはこれ以上の周期性を有するディスク面
振れに対し、上記周期性面振れ量を２つもしくはこれ以
上のディジタルメモリにて学習することで、制御偏差を
少なくすることを特徴とする光ディスク制御装置。
【請求項３】光ディスクのトラッキング動作を行うた
めのトラッキングアクチュエータと上記トラッキングア
クチュエータの制御回路を有するトラッキング制御にお
いて、上記トラッキング制御回路におけるトラック誤差
信号に基づきディスク偏芯の周期性成分を学習するメモ
リーを有し、上記メモリーが上記ディスクの回転制御系
におけるモータエンコーダから得られるモータ回転角情
報に基づいてシフトされるシフトレジスタから成ること
を特徴とする光ディスク制御装置。
【請求項４】光ディスクのフォーカシングの動作を行
うためのフォーカスアクチュエータと上記フォーカスア
クチュエータの制御回路を有するフォーカス制御におい
て、上記フォーカス制御回路におけるフォーカス誤差信
号に基づきディスクの面振れの周期性成分を学習するメ
モリーを有し、上記メモリーが上記ディスクの回転制御
系におけるモータエンコーダから得られるモータ回転角
情報に基づいてシフトされるシフトレジスタから成るこ
とを特徴とする光ディスク制御装置。
【請求項５】ある一定周波数でウォブリングされた案
内溝を有する光ディスクと上記光ディスクのトラッキン
グ動作を行うためのトラッキングアクチュエータと上記
トラッキングアクチュエータの制御回路を有するトラッ
キング制御装置において上記トラッキング制御回路にお
けるトラック誤差信号に基づきディスク偏芯の周期性成
分を学習するメモリーを有し、上記メモリーが上記光デ
ィスクの案内溝と光スポットとの差であるトラックエラ
ー信号に含まれる上記ウォブリング信号から再生される
アドレス情報に対応してシフトされるシフトレジスタか
ら成ることを特徴とする光ディスク制御装置。
【請求項６】ある一定周波数でウォブリングされた案
内溝を有する光ディスクと上記光ディスクのトラッキン
グ動作を行うためのトラッキングアクチュエータと上記
トラッキングアクチュエータの制御回路を有するトラッ
キング制御装置及びフォーカシング動作を行うためのフ
ォーカスアクチュエータと上記フォーカスアクチュエー
タの制御回路を有するフォーカス制御装置において上記
フォーカス制御回路におけるフォーカス誤差信号に基づ
きディスクの面振れの周期性成分を学習するメモリーを
有し、上記メモリーが上記光ディスクの案内溝と光スポ
ットとの差であるトラックエラー信号に含まれる上記ウ
ォブリング信号から再生されるアドレス情報に対応して
シフトされるシフトレジスタから成ることを特徴とする
光ディスク制御装置。
【請求項７】ディジタルデータが記録された光ディス
クの再生信号に含まれるフレームシンク信号を抽出する
ことによりモータの回転を制御するモータ制御回路と、
光ディスクのトラッキング制御回路を有する光ディスク
装置において上記光ディスクのディスク偏芯周期性成分
を学習するメモリーを有し、上記メモリーが上記フレー
ムシンク信号によってシフトされるシフトレジスタから
成ることを特徴とする光ディスク制御装置。
【請求項８】ディジタルデータが記録された光ディス
クの再生信号に含まれるフレームシンク信号を抽出する
ことによりモータの回転を制御するモータ制御回路と、
光ディスクのフォーカス制御回路を有する光ディスク装
置において、上記光ディスクのディスクの面振れ周期性
成分を学習するメモリーを有し、上記メモリーが上記フ
レームシンク信号によってシフトされるシフトレジスタ
から成ることを特徴とする光ディスク制御装置。